[서울=뉴스핌] 정영희 기자 = 한국철도기술연구원(철도연)이 선로 차단 없이 협소 구간에서도 시공 가능한 모듈러 복개구조를 선보였다. 거더·벽체를 공장에서 제작해 현장에서 순차 조립하는 방식으로 공사 기간을 기존보다 2배 이상 단축하고, 작업자 투입을 최대 90% 줄여 안전을 높인 것이 특징이다. 

◆ 열차 안 멈추고도 시공… 공사 속도 2배 ↑

지난 5일 방문한 철도기술연구원(이하 '철도연') 성능실험동 안에는 새로 개발한 복개구조물이 실제 크기로 전시돼 있었다. 실제로 철도 복개 현장에 쓰이는 구조물인 만큼 거대한 규모가 눈에 띄었다. 기둥과 기둥 사이를 잇는 거더(Girder)와 현장에 설치될 내·외측 벽체 예시가 한눈에 보였다. 거더와 벽체를 연결하는 우각부와, 이를 튼튼하게 조립하는 라멘구조 공법에 대한 설명 영상이 곳곳에서 재생되는 모습이었다.

복개란 도로나 철도로 단절된 지역에 데크를 설치해 보행자 동선을 연결하는 공법이다. 데크 상부 공간에는 공원이나 광장 등 시민 편의시설로 활용한다. 교통과 커뮤니티 시설을 통합적으로 연계하는 것이 목표다.

기존 데크화 시공 기술로는 철도차량 운행 중에 공사를 하기 어려웠다. 대형 크레인 작업을 할 때 전차선 간섭과 같은 사고 우려가 있고 공사 중 낙하물이 발생하는 등 안전상의 이유로 커서 하루에 4시간 정도로 짧은 단전 시간 안에만 작업이 가능했다. 실 공사 시간이 하루에 약 2시간 뿐이어서 공사 기간이 길어질 수밖에 없다.

2013년 추진됐던 경인선 백운~십정 141m 데크화 사업(총공사비 188억원)의 경우 36개월이 소요됐다. 최근 착공한 경의중앙선 도농~양정 구간에 600m 길이의 데크를 설치하는 공사는 32개월이 걸릴 전망이다. 총공사비는 799억원이다.

공사를 위해 열차 운행을 차단하는 것도 현실적이지 않다. 선로 주변에 대형 장비를 놓을 수 있는 공간도 협소하다. 공사 기간 중에는 차로 잠식에 따른 교통 혼잡이 가중된다는 문제도 제기됐다. 철도연이 새로운 복개구조물을 만들기로 결심한 이유도 여기에 있다. 공사의 효율성을 높이면서 안전도 챙길 수 있는 기술에 대한 필요성이 제기돼서다. 

연구책임자인 신정열 철도연 철도구조연구실장은 "열차 운영 시간대에 시공을 할 수 있으면서 안전하면서 신속하고, 기존보다 비용이 덜 들어가는 기술을 개발하고자 했다"며 "데크와 벽체 등 구조물을 공장에서 제작한 뒤 현장에 운반하는 방식의 모듈화를 선택했다"고 말했다.

◆ 근로자 90% 줄여 안전·비용 모두 잡는다

신형식 복개구조물은 이동식 차량방호설비를 이용, 선로 차단 없이 협소한 공간에서도 소형 가설 장비를 이용해 안전하고 신속하게 사전에 제작된 벽체와 데크를 순차적으로 조립하는 공법이다. 시공 기간이 기존 대비 2배 이상 짧아진다. 기간 단축에 의한 비용절감도 기대된다. 철도연에서 지난 해부터 자체연구사업으로 수행해 동아이엔지와 공동 개발했다.

철근망 조립과 강선(프리스트레스) 설치를 통해 구조 강도를 높이고, 거더와 벽체를 사전 매립된 바이어 프레임으로 밀착 시공할 수 있도록 한 것이 특징이다. 거더 상면에는 작업자가 직접 들어가 레벨 조정과 밀착 시공을 할 수 있는 개구부가 마련돼 있다. 외측·내측 벽체와 거더는 순차적으로 연결·조정되며, 바닥판 철근은 슬래브 철근과 연결돼 현장 타설 콘크리트와 함께 일체화된다. 이 같은 방식은 도로·철도·하천 교량 등 다양한 인프라뿐 아니라 공원·주차장 등에서도 용이하게 쓰인다.

시공 방식도 유연하다. 정거장 길이가 80m일 경우 40m 단위로 두 구간을 시공할 수 있고, 더 넓은 현장은 3단계로 나눠 장비를 이동시키며 공사를 진행하는 것이 가능하다. 선로변처럼 협소한 구간에서는 상부 벽체와 하부 벽체를 부분적으로 시공해도 구조물 지지에 문제가 없다.

이날 시연회에서는 35m 경간의 실제 크기로 구현한 데크 상부구조물이 파괴될 때까지 하중을 가하는 성능검증 실험을 진행했다. 그 결과 최대 180톤까지 버티는 것을 알 수 있었다. 설계하중(146톤) 대비 120% 이상의 안전이 확보된 셈이다. 오는 15일에도 거더를 파괴할 때까지 동적 하중 시험을 실시해 특성치를 확인할 예정이다. 

인력 작업을 최소화한 부분도 눈에 띄었다. 열차가 다니는 현장이기에 근로자를 최대 90%까지 줄여 사고를 막겠다는 목표다. 신 실장은 "가시설을 설치하거나 거푸집을 대는 작업, 고소 작업 등 전반적 공정에서 근로자 대신 소형 장비를 사용한다"며 "공장에서 로봇이 레고 블록을 조립하듯이 복개를 진행하는 셈"이라고 말했다.

철도연은 우선 지방자치단체에서 발주하는 도로 철도 복개 현장 등에 시범 적용하고, 시공·안정성을 실증해 국토부의 건설 신기술 인증을 받아 실용화에 나선다. 사공명 철도연 원장은 "철도는 국민 생활을 편리하게 만들어주는 중요한 교통 수단이지만, 도시 공간을 단절시킨다는 한계도 있다"며 "신기술을 기반으로 철도로 막힌 공간을 연결해 이를 공원이나 광장, 커뮤니티 공간으로 조성함으로써 도시의 새로운 활력을 불어넣을 수 있을 것"이라고 말했다.

chulsoofriend@newspim.com